JP2857809B2 - 光ヘッド - Google Patents

光ヘッド

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JP2857809B2
JP2857809B2 JP15264291A JP15264291A JP2857809B2 JP 2857809 B2 JP2857809 B2 JP 2857809B2 JP 15264291 A JP15264291 A JP 15264291A JP 15264291 A JP15264291 A JP 15264291A JP 2857809 B2 JP2857809 B2 JP 2857809B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、情報を光学的に再生
する光ヘッドに関し、特に光磁気記録方式に適用して好
適な光ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、光記録方式(光磁気記録方式を
含む)において、ディスクに記録された信号の検出は、
ディスク面で反射した戻り光を光センサに導き、光セン
サの出力として再生信号の検出を行うが、従来の信号検
出方法はいずれも、光センサを照射する1つの光ビーム
からは1つの出力を得ている。光磁気記録方式では、デ
ィスク面で反射した戻り光の偏光状態を検出するもので
あり、検出すべき偏光状態の変化が微小なものであるか
ら、信頼性の高い信号検出を行うために差動光学系を採
用することが行われているが、この差動光学系を採用す
る場合でも、やはり、光ビームを照射する1つの光セン
サからは1つの出力を得ている。なお、光センサとして
2分割光センサあるいは4分割光センサを用いる場合で
も、1つの光ビームに対しては単なる和を取るので、再
生信号出力としては1つの出力である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光磁気記録
方式における1ビット当たりの限界記録ビット長L0
は、L0=0.52×λ/NA(ただし、λ=レーザ光
の波長、NA=対物レンズの開口比)で与えられる。こ
こで、λ=0.78μm、NA=0.55とすると、限
界記録ビット長L0=0.73μmとなる。一方、再生
光学系の収束ビーム径φは、φ=1.22×λ/NA=
1.73μm以上となるので、記録ビット長を短くする
ことは、再生光学系の条件により制約される。前記の限
界記録ビット長L0よりは長い記録ビット長Lであって
も、記録ビット長Lに対して収束ビーム径が大きいと、
分解能が低下しS/N比(信号とノイズとの比)あるい
はC/N比(搬送波とノイズとの比)が低下するので、
信頼性の高い信号検出を行うことができないが、上記の
通り、収束ビーム径を細くしてS/N比、C/N比を向
上させることは困難であった。
【0004】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、光検出器側で等価的に信号検出の分解能を高める
ことによって、高S/N比、高C/N比を実現すること
ができ、信頼性の高い信号検出を行うことができる光ヘ
ッドを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項1に係る光ヘッドは、トラック上に
記録ビットが配列されたディスクの信号記録面に、前記
記録ビットの長さと同程度の収束径をもって光ビームを
照射し、該信号記録面で反射されて戻る戻り光を導出す
る光学系と、該光学系から導出された前記戻り光を、信
号読み取り進行方向前半部分と該前半部分に対しほぼ9
0°位相の遅れた後半部分とに2分割して各別に検出す
る光センサと、該光センサの前記信号読み取り進行方向
前半部分検出信号を90°位相を遅らせた遅延信号と前
記信号読み取り進行方向後半部分検出信号とを加算し、
再生信号を生成する再生手段とを具備することを特徴と
するものである。
【0006】また、本発明の請求項1に係る光ヘッド
は、トラック上に記録ビットが配列されたディスクの信
号記録面に、前記記録ビットの長さと同程度の収束径を
もって光ビームを照射し、該信号記録面で反射されて戻
る戻り光を偏光面が互いに直交する2つの偏光ビームに
分離して導出する光学系と、前記分離手段により分離導
出された2つの偏光ビームのそれぞれについて、信号読
み取り進行方向前半部分と該前半部分に対しほぼ90°
位相の遅れた後半部分とに2分割して各別に検出する計
4個の光検出素子を含む光センサと、前記4個の光検出
素子の検出出力のうち、前記信号読み取り進行方向前半
部分に対応する検出信号どうしの差動出力を90°位相
を遅らせた遅延信号に前記信号読み取り進行方向後半部
分に対応する検出信号どうしの差動出力を加算し、再生
信号を生成する再生手段とを具備することを特徴とする
ものである。
【0007】
【作用】上記構成において、ディスク面で反射した戻り
光は光センサで検出される。戻り光の信号読み取り進行
方向前半部分は2分割された光センサの片側部分で検出
され、後半部分は他側部分で検出される。ディスク面を
照射した光ビームの収束径(収束ビーム径)が記録ビッ
ト長Lとほぼ同等であるため、戻り光の信号読み取り進
行方向前半部分は後半部分に対して90°位相が進んで
いることになる。従って、前半部分に対応する光センサ
出力の90°位相を遅らせた出力は、後半部分に対応す
る光センサ出力とほぼ同位相となり、両者を加算して得
た出力は、個々の出力のほぼ2倍の再生信号出力とな
る。このように、ディスク面を照射した光ビームの収束
径が実質的にほぼ半分になったのと同等になる。
【0008】請求項2の発明によれば、ディスク面で反
射し光検出器に向かう戻り光は、偏光面が90°異なる
2つの偏光に分離される。この2つの偏光ビームは、光
検出器で検出される。光検出器は、2つの偏光ビームの
それぞれ信号読み取り進行方向前半部分について差動出
力を出力し、後半部分についても同じく差動出力を出力
する。この前半部分についての差動出力を90°位相を
遅らせた出力と後半部分についての差動出力とを加算す
る。前記と同様に、前半部分の差動出力の位相を90°
遅らせた出力は後半部分の差動出力とほぼ同位相とな
り、両者を加算した出力は、各差動出力のほぼ2倍の出
力となる。こうして、実質的に光ビームの収束径がほぼ
半分になると同時に、差動検出法による信号検出が行わ
れ、高S/N比、高C/N比が実現される。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図3を参照
して説明する。この実施例は、トラッキングエラー検出
法として3ビーム法を採用した光磁気ヘッドに適用した
もので、符号1はレーザダイオード、符号2はレーザダ
イオード1から出射されたレーザ光を3つに分離する回
折格子、符号3は発散光を平行光にするコリメータレン
ズ、符号4は入射する光の一部は透過し一部は反射する
ハーフプリズム、符号5は対物レンズ、符号6は光磁気
ディスク、符号7は透過する偏光の偏光面を45°回転
させる1/2波長板、符号8は集光レンズ、符号9は入
射する光を常光と異常光との2つの偏光に分離するウォ
ラストンプリズムで、結晶の光軸が互いに直交する組み
合わせの2つの直角プリズムを貼り合わせた構造であ
る。符号10は非点収差法によるフォーカシシグエラー
検出のためのシリンドリカルレンズ、符号11はディス
ク6で反射した戻り光を受光するための光検出器であ
る。この光検出器11は、図2に示すように、A、B、
C、Dの4つのエレメントからなる4分剖光センサ12
と、E、Fの単独エレメントの光センサ13、14と、
G、Hの2つのエレメントからなる2分割光センサ15
とを備えている。前記2分割光センサ15は、光ビーム
の信号読み取り進行方向前後方向(図3において左右方
向)に対応するように分割されている。
【0010】上記の光磁気ヘッドにおいて、レーザダイ
オード1を出射したレーザ光は、回折格子2で3つの光
ビームに分離され、コリメータレンズ3により平行光に
され、ハーフミラー4を透過し、対物レンズ5で光磁気
ディスク6の信号記録面に焦点を結ぶ。図3にディスク
の信号記録面に焦点を結んだ光ビーム(収束ビーム:光
スポット)をSで示す。ディスク6で反射した3つの戻
り光は、同じ経路をたどって対物レンズ5を透過し、ハ
ーフミラー4で直角方向に反射され、1/2波長板7に
より偏光面が45°回転し、集光レンズ8により集光さ
れ、ウォラストンプリズム9を透過する。このウォラス
トンプリズム9を透過する際、各光ビームがそれぞれ偏
光面が互いに直交する2つの偏光ビームに分離される。
この場合、ウォラストンプリズム9への入射光を、ウォ
ラストンプリズム9の入射側の直角プリズムの結晶光軸
に対して45°の偏光とすると、入射する偏光に対して
+45°をなす偏光と−45°をなす偏光との2つの成
分がウォラストンプリズム9から出る。ウォラストンプ
リズム9を透過した合計6つの光ビームはシリンドリカ
ルレンズ10を透過し、図2のように光検出器11の各
光センサ12、13、14、15を照射する。この場
合、各光センサ12、13、14から離れた位置に照射
される2つの光ビームは利用しない。フオーカシングエ
ラー信号は非点収差法により、トラッキングエラー信号
は3ビーム法により検出する。すなわち、フオーカシン
グエラー信号をFo、トラッキングエラー信号をTrと
すると、それぞれ、 Fo=(A+C)−(B+D) Tr=E−F で得られる。このフオーカシングエラー検出、トラッキ
ングエラー検出自体は従来の一般的なものである。
【0011】再生信号の検出について図3を参照して説
明する。図3において、光ビームSはディスク6の信号
記録面上を矢印方向(図の右方向)に進行する。光ビー
ムSは信号記録面上で相対的に図の、、、、
の順に移動する。信号記録面上の光ビーム(収束ビー
ム)Sの右半分(ハッチングで示した部分)が信号読み
取り進行方向前半部分、左半分が信号読み取り進行方向
後半部分である。ディスク6における記録ビット長をL
で示す。矢印は磁化方向を示し、交互に反対になってい
る場合である。ここでは、光ビームの収束ビーム径は記
録ビット長Lとほぼ同等に設定してある。再生信号の検
出は、差動検出法による精度向上を意図し、4分割光セ
ンサ12と2分割光センサ15の2つの光センサを利用
する。なお、4分割光センサ12は信号再生に関しては
2分割光センサとして機能するが、差動検出法によらな
い場合は、2分割光センサ15だけ或いは4分割光セン
サ12だけを信号再生に用いることもできる。4分割光
センサ12と2分割光センサ15より、2つの光ビーム
のそれぞれ信号読み取り進行方向前半部分(図3でハッ
チングで示した部分)に対応する出力Hおよび(C+
D)の差動出力を取って、前半部分差動出力MO1とす
る。また、2つの光ビームのそれぞれ信号読み取り進行
方向後半部分(図3でハッチングしていない部分)に対
応する出力Gおよび(A+B)の差動出力を取って、後
半部分差動出力MO2とする。すなわち、 前半部分差動出力 MO1=H−(D+C) 後半部分差動出力 MO2=G−(A+B) を得る。この信号読み取り進行方向前半部分に対応する
前半部分差動出力MO1および後半部分差動出力MO2
は図3の(イ)、(ロ)の通りである。光ビームの収束
径(収束ビーム径)がディスク6の記録ビット長Lとほ
ぼ同等であるから、光ビームの信号読み取り進行方向前
半部分は後半部分に対して90°位相が進んでいること
になる。したがって、MO1出力の位相を90°遅らせ
ると(図3の(ハ))、MO2と同位相となる。この9
0°位相を遅らせた出力(delayed(MO1))
と後半部分差動出力(MO2:図3の(ロ))とを加算
すると、図3の(ニ)で示すように、各差動出力MO1
またはMO2の2倍の出力となる。すなわち、再生信号
は、 再生信号=delayed(MO1)+MO2 で得られる。こうして、実質的に光ビームの収束径が半
分になると同時に、差動検出法による信号検出が行わ
れ、高S/N比、高C/N比が実現される。
【0012】なお、本発明は実施例のように差動検出法
を採用する場合に限定されるものではない。また、本発
明は記録ビット長を十分短くできる光磁気記録方式に好
適であるが、光磁気記録方式に限定されるものではな
く、光学式による他の信号再生方式にも適用可能であ
る。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
トラック上に記録ビットが配列されたディスクの信号記
録面に、前記記録ビットの長さと同程度の収束径をもっ
て光ビームを照射し、該信号記録面で反射されて戻る戻
り光を導出し、導出された戻り光を、信号読み取り進行
方向前半部分と該前半部分に対しほぼ90°位相の遅れ
た後半部分とに2分割して各別に検出し、さらに信号読
み取り進行方向前半部分検出信号を90°位相を遅らせ
た遅延信号と信号読み取り進行方向後半部分検出信号と
を加算し、再生信号を生成する構成としたから、ディス
クの信号記録面に照射された光ビームの収束径が記録ビ
ット長とほぼ同等であることで、戻り光の信号読み取り
進行方向前半部分は後半部分に対してほぼ90°位相が
進むことになり、従って進行方向前半部分に対応する光
センサ出力を90°位相遅延させた出力が進行方向後半
部分に対応する光センサ出力とほぼ同位相となり、この
ため両者を加算して得た出力が個々の出力のほぼ2倍程
度までレベルアップされ、これを裏返せばディスクの信
号記録面を照射した光ビームの収束径を実質的にほぼ半
分程度に絞っても従前通りの再生レベルを確保できるに
等しく、かくして光磁気記録方式等のような短い記録ビ
ット長に対しても高S/N比、高C/N比を実現するこ
とができ、再生信号検出の信頼性を向上させることがで
きる等の優れた効果を奏する。
【0014】また、本発明は、トラック上に記録ビット
が配列されたディスクの信号記録面 に、前記記録ビット
の長さと同程度の収束径をもって光ビームを照射し、該
信号記録面で反射されて戻る戻り光を偏光面が互いに直
交する2つの偏光ビームに分離して導出し、分離導出さ
れた2つの偏光ビームのそれぞれについて、計4個の光
検出素子を含む光センサが、信号読み取り進行方向前半
部分と該前半部分に対しほぼ90°位相の遅れた後半部
分とに2分割して各別に検出し、これら4個の光検出素
子の検出出力のうち、信号読み取り進行方向前半部分に
対応する検出信号どうしの差動出力を90°位相を遅ら
せた遅延信号に信号読み取り進行方向後半部分に対応す
る検出信号どうしの差動出力を加算し、再生信号を生成
する構成としたから、ディスクの信号記録面で反射され
て光センサに向かう戻り光は、偏光面が90°異なる2
つの偏光に分離され、この2つの偏光ビームから信号読
み取り進行方向前半部分と後半部分のそれぞれに対し差
動出力を得ることができ、前半部分についての差動出力
を90°位相を遅らせた出力と後半部分についての差動
出力とはほぼ同位相であり、両者を加算した出力は、各
差動出力のほぼ2倍の出力となるため、検出精度の高さ
や零点調整の容易さなどの数々の特長を有する差動検出
法の利点を享受した上で、ディスクの信号記録面を照射
した光ビームの収束径を実質的にほぼ半分程度に絞り、
なおかつ従前通りの再生レベルを確保することができ、
これにより光磁気記録方式等のような短い記録ビット長
に対しても高S/N比、高C/N比を実現することがで
き、再生信号検出の信頼性を向上させることができる等
の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の光磁気ヘッドの一実施例を
示す光学系構成図である。
【図2】図1における光検出器の平面図である。
【図3】本発明の原理を説明する図である。
【符号の説明】
6 光磁気ディスク 9 ウォラストンプリズム 11 光検出器 12 4分割光センサ 15 2分割光センサ S 光ビーム(収束ビーム)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トラック上に記録ビットが配列されたデ
    ィスクの信号記録面に、前記記録ビットの長さと同程度
    の収束径をもって光ビームを照射し、該信号記録面で反
    射されて戻る戻り光を導出する光学系と、該光学系から
    導出された前記戻り光を、信号読み取り進行方向前半部
    分と該前半部分に対しほぼ90°位相の遅れた後半部分
    とに2分割して各別に検出する光センサと、該光センサ
    の前記信号読み取り進行方向前半部分検出信号を90°
    位相を遅らせた遅延信号と前記信号読み取り進行方向後
    半部分検出信号とを加算し、再生信号を生成する再生手
    段とを具備することを特徴とする光ヘッド。
  2. 【請求項2】 トラック上に記録ビットが配列されたデ
    ィスクの信号記録面に、前記記録ビットの長さと同程度
    の収束径をもって光ビームを照射し、該信号記録面で反
    射されて戻る戻り光を偏光面が互いに直交する2つの偏
    光ビームに分離して導出する光学系と、前記分離手段に
    より分離導出された2つの偏光ビームのそれぞれについ
    て、信号読み取り進行方向前半部分と該前半部分に対し
    ほぼ90°位相の遅れた後半部分とに2分割して各別に
    検出する計4個の光検出素子を含む光センサと、前記4
    個の光検出素子の検出出力のうち、前記信号読み取り進
    行方向前半部分に対応する検出信号どうしの差動出力を
    90°位相を遅らせた遅延信号に前記信号読み取り進行
    方向後半部分に対応する検出信号どうしの差動出力を加
    算し、再生信号を生成する再生手段とを具備することを
    特徴とする光ヘッド。
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